Pentium D — серия двухъядерных процессоров: обзор, характеристики, отзывы

Cокеты для процессоров Intel

Сокеты любых процессоров берут начало от гнезда для микросхем, являясь, по сути, микросхемами логического исполнения кодов программ. Первые процессоры ничем не отличались по конструкции от других микроэлектронных устройств и сначала не имели гнезда для установки и припаивались прямо на печатную плату, известные также под названием – материнская плата.

Рассмотрим все созданные на сегодня процессоры компании Интел и пошедшие в производство сокеты под них:

Предыстория появления

В начале 2005 года в мире процессорных решений сложилась весьма проблематичная ситуация: дальнейшее повышение тактовой частоты было уже невозможным, а увеличивать производительность все же было необходимо. Поэтому в существующую организацию персональных компьютеров необходимо было вносить определенные изменения, суть которых сводилась к тому, что на одном кристалле начали изготавливать уже 2 вычислительных модуля. При выполнении однопоточных приложений быстродействие оставалось на том же уровне. А вот в случае запуска программного кода, оптимизированного уже под 2 ядра, такая компоновка позволяла получить существенное увеличение быстродействия, которое в некоторых случаях могло достигать 30-40 процентов. Первым таким чипом и стал процессор Pentium D. По существу, какой-либо большой новизны в полупроводниковых кристаллах данного продукта не было по той причине, что это были хорошо известные модули обработки кода “Пентиум 4”. Только в последних ядро было лишь только одно, то вот в “Пентиум Д” их было уже два.

Первые Pentium D позиционировались компанией “Интел” как доступные флагманские решения с высоким уровнем быстродействия. К тому же, как было уже отмечено ранее, данные процессорные устройства имели 2 ядра на одной кремниевой подложке. На ступеньку ниже в сегменте продукции “Интел” на то время располагались “Пентиум 4” с поддержкой НТ. У них был один физический блок и два логических. То есть программный код такие решения могли обрабатывать в 2 потока. В результате в рамках платформы LGA775 они обеспечивали средний уровень быстродействия. На нишу же офисных систем были нацелены процессоры серии Celeron. Скромные технические характеристики не позволяли их использовать в каких-либо других сферах.

Pentium или Celeron?

Все современные процессоры производят две компании – Intel и AMD. Семейство «Селерон» или «Пентиум» относятся к Intel.

Полное название Celeron – Pentium Celeron. Указывает на то, что это урезанная модель и предназначена для слабых компьютеров. Эта иерархия сохранялась раньше, но сейчас разница между ними минимальная. Семейства находятся практически на одном уровне, но все же Celeron в некоторых параметрах уступает Pentium.

Первый процессор «Целерон» был построен на основе «Пентиума 2», но уже модели Celeron M и Pentium M основаны на одинаковых ядрах. Модельный ряд предназначался для мобильных ПК.

Тесты в играх

Измеренный нами FPS в популярных играх на Intel Pentium Dual E2200 и соответствие системным требованиям. Обратите внимание, что официальные требования разработчиков в играх не всегда совпадают с данными реальных тестов. Также на результат сильно влияет разгон системы и графические настройки в игре. Мы тестируем на высоких настройках в разрешении FullHD, чтобы получить цифры, близкие к реальному геймплею.

В среднем по всем игровым тестам, процессор набрал 33.3 баллов из 100, где за 100 принят самый быстрый игровой процессор на сегодняшний день.

Методика тестирования

ля тестирования процессоров Intel Pentium Dххх и Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 использовалась одна и та же конфигурация стенда, то есть абсолютно одинаковыми были системная плата, память, дисковая подсистема, видеокарта и т.д., а именно:

• материнская плата — Gigabyte 8I955X Royal (версия BIOS F7);
• чипсет материнской платы — Intel 955X Express (ICH7);
• память — Corsair 2 Ѕ 512 Мбайт DDR2-667 (PC5300);
• видеокарта — ATI Radeon X700 XT (256 Мбайт) (интерфейс PCI Express x16);
• дисковая подсистема — Seagate Barracuda ST3160827AS (емкость 160 Гбайт);
• файловая система — NTFS с размером кластера по умолчанию (4 Кбайт).

В качестве операционной системы применялась ОС Windows XP Professional (English) c SP2.

Из дополнительных утилит и драйверов использовались:

• Intel Chipset Software Utility Version 7.0.0.1019;
• версия видеодрайвера: ATI 6.14.10.6497.

Все тесты производились при глубине цвета 32 бит и частоте строчной развертки 60 Гц.

Бенчмарки

С учетом позиционирования двухъядерных процессоров для работы с 3D-графикой и обработки видео- и аудиоданных, а также для работы в многопоточной среде, в целях их сравнительного тестирования были отобраны тесты и приложения, ориентированные на обработку звуковых и видеофайлов, созданий Интернет-контента, а кроме того, стандартные офисные приложения. Мы использовали следующие тестовые пакеты и приложения:

— VeriTest Business Winstone 2004,

— VeriTest Multimedia Content Creation Winstone 2004;

— ABBYY FineReader 8.0 (распознавание pdf-документа);

— WinRAR 3.00 (архивирование файлов)

— Discreet 3d Studio Max 7.0 (рендеринг 3D-сцен);

— Lame 4.0 alpha 14 (конвертирование формата wav в mp3),

— iTunes 5.0.01.4 (конвертирование формата wav в mp3),

— MP3Gain v.1.2.5 (обработка mp3-файла),

— XMPEG 5.2+DivX 6.0 (конвертирование формата MPEG-2 в DivX),

— TMPGEnc 2.5.24 (конвертирование avi-файла в формат m2v),

— Windows Media Encoder 9.0 (конвертирование avi-файла в формат wmv),

— Adobe After Effects 6.5.

Настройки тестов

Первые два теста — традиционные бенчмарки, предназначенные для тестирования производительности системы в целом c применением популярных офисных приложений. Результаты этих тестов определяются не только процессором, но и пропускной способностью памяти, а также производительностью дисковой подсистемы компьютера. При использовании данных тестов устанавливалось разрешение экрана 1024Ѕ768 точек при 32-битной глубине цвета.

Приложение ABBYY FineReader 8.0 применялось для распознавания многостраничного pdf-документа, в процессе которого измерялось время выполнения задачи. Данный тест является многопоточным и оптимизирован под двухъядерные процессоры.

В тесте WinRAR 3.0 использовалась максимальная степень сжатия с размером словаря 4096 Кбайт. При этом отметим, что данный тест является однопоточным, поэтому не приходится ожидать, что двухъядерные процессоры получат здесь преимущество.

Еще одна группа тестов была ориентирована на измерение производительности процессора при обработке аудио- и видеоданных. Для конвертации аудиоданных из формата wav в формат mp3 использовались кодеки Lame 4.0 alpha 14 и iTunes 5.0.0.1.4. Кроме того, для обработки mp3-файла мы взяли утилиту MP3Gain v.1.2.5.

Кодек iTunes 5.0.1.4 эффективно раскладывает аудиоданные на два потока и использует два ядра процессора. В то же время применение технологии Hyper-Threading в процессоре серии Extreme Edition не приводит к распараллеливанию потока на четыре логических ядра процессора. Отметим, что при конвертировании аудиофайла с использованием кодека iTunes 5.0.1.4 мы брали файл размером 701,5 Мбайт (1411 Кбит/c, 44 кГц, Stereo, 16 бит), а битрейт составлял 160 Кбит/c.

При использовании для конвертирования кодека Lame 4.0 alpha 14 был тот же самый wav-файл, причем запуск процесса конвертирования производился из командной строки. При этом использовалась команда запуска с параметром — — nores (команда c:lame.exe –nores –mt mixTest.wav), что позволяет задействовать два ядра процессора. В кодеке Lame 4.0 alpha 14 скорость потока составляла 128 Кбит/c, а скорость сэмплирования — 44 кГц.

Для конвертирования видеофайла из формата MPEG-2 (расширение файла mpg) в формат DivX (контейнер avi) применялась утилита XMPEG 5.2 с кодеком DivX 6.0. Размер исходного видеофайла (в формате MPEG-2) составлял 110 Мбайт (разрешение 720Ѕ480), а размер сжатого файла в формате DivX — 88,8 Мбайт. При этом звук не подлежал компрессии (48 кГц, Stereo, 128 Кбит/c), а скорость видеопотока равнялась 6147 Кбит/c. Отметим, что утилита XMPEG 5.2 с использованием кодека DivX 6.0 прекрасно раскладывает поток данных на два ядра процессора, равномерно загружая их. Однако разложение на четыре потока (с учетом технологии Hyper-Threading) малоэффективно.

Для конвертирования avi-видеофайла в формат m2v служила утилита TMPGEnc 2.5.24. При этом устанавливались настройки DVD NTSC (4:3, 525 lines) (MPEG-2, 720×480, битрейт 7995 Кбит/c). В итоге исходный видеофайл размером 51,9 Мбайт, который был создан кодеком DivX MPEG-4 Low Motion, конвертировался в m2v-файл размером 222 Мбайт и в wav-файл размером 42,7 Мбайт.

Обращаем ваше внимание на то, что процесс конвертирования с помощью утилиты TMPGEnc 2.5.24 оптимизирован под двухъ-

ядерные процессоры. В процессе конвертирования загружаются в равной степени оба ядра процессора. Добавление технологии Hyper-Threading к каждому ядру процессора не способствует росту эффективности конвертирования.

Для конвертирования того же avi-файла (кодек DivX MPEG-4 Low Motion) в формат wmv использовались программы Windows Media Encoder 9.0 (Advanced Profile). При использовании конвертора Windows Media Encoder 9.0 (Advanced Profile) размер результирующего файла составлял 7,82 Мбайт.

Следующий тест — это популярное 3D-приложение Discreet 3d Studio Max 7.0, которое использовалось только для рендеринга трехмерных сцен, поскольку именно в этом режиме наибольшая нагрузка ложится на центральный процессор системы.

Во всех тестах, кроме пакетов VeriTest Business Winstone 2004 и VeriTest Multimedia Content Creation Winstone 2004, измеряемой характеристикой являлось время выполнения задачи. Поэтому чем меньше оказывалось время (то есть результат теста), тем было лучше.

Для того чтобы оценить преимущества двухъядерных процессоров при многопоточной обработке данных, комбинировалось несколько тестов, которые запускались одновременно. Так, процесс конвертирования формата wav в mp3 кодеком Lame 4.0 мы сочетали с одновременной обработкой mp3-файла утилитой MP3Gain v.1.2.5. С этой целью сначала запускался более длительный процесс конвертирования, а на фоне выполнения этой задачи запускалась более короткая задача обработки mp3-файла. В этом случае время выполнения задачи рассчитывалось как время выполнения более короткой задачи, то есть обработки mp3-файла. Аналогично и процесс конвертирования одного видеофайла из формата mpg в DivX (XMPEG 5.2с кодеком DivX 6.0) сочетался с процессом конвертирования другого видеофайла из формата DivX в формат wmv (Windows Media Encoder 9.0). В этом случае фоновым процессом являлся более длительный процесс конвертирования DivX в wmv, а за результат теста принималось время конвертирования формата mpg в формат DivX.

Результаты сравнительного тестирования процессоров представлены в табл. 2, причем все результаты рассчитаны с доверительным интервалом с коэффициентом надежности 95%.

Таблица 2. Результаты сравнительного тестирования процессоров

Last Goodbye

Последней надеждой и последним «пинком с трона» для Pentium Pro стал Pentium II OverDrive, ставший и последним процессором в линейке OverDrive. Он не был запланирован изначально, и вот история его появления на свет.

Intel Pentium II OverDrive
12 июня 1997 года был запущен в эксплуатацию суперкомпьютер ASCI Red, базировавшийся на множестве серверов с процессорами Pentium Pro, объединенных в кластер. Спустя время технологии ушли вперед, суперкомпьютер потребовал обновления, но менять узлы полностью заказчик не пожелал. А такому заказчику отказывать не принято! И вот, 10 августа 1998 года, появился последний процессор для разъема Socket 8, созданный специально для обновления этой системы.

Он был выпущен ограниченной серией, часть которой поступила в широкую продажу. В основе лежало ядро Deschutes, работавшее на частоте 333 МГц, компанию ему составили 512 КБайт полноскоростного кэша от Pentium II Xeon. Это было специализированное компромиссное решение с очень оригинальной компоновкой — на небольшой плате размещались ядро, кэш и модуль VRM, понижающий питание со стандартных для Pentium Pro 3.1-3.3 В до 2.0 В, необходимых для Deschutes.

Почему так много похожих процессоров

Рационально использовать ресурсы можно только с помощью маркетинга. А это заставляет производителей идти на хитрость и делить процессоры на архитектуры, архитектуры на подархитектуры, и далее, пока одно устройство не превратится в дюжину с похожими характеристиками, но непохожих в стоимости. Классификацией таких множеств мы и займемся.

Для этого рассмотрим деление процессоров по семействам. И, если AMD выделяет их последовательно, по мощностным качествам, то Intel предпочитает в порядке более сложную иерархию. Хотя, с появлением Ryzen концепция начинает меняться.

Двуликие процессоры

Если ориентироваться на критерий «цена-качество», то в фокусе однозначно окажутся процессоры с двумя ядрами. Их низкая себестоимость и отличная производительность дополняют друг друга. Микропроцессоры Intel Pentium Dual Core и Core 2 Duo являются самыми продаваемыми в мире. Их основное отличие между собой в том, что последний имеет два физических ядра, которые работают независимо друг от друга. А вот процессор Dual Core реализован в виде двух контроллеров, которые установлены на одном кристалле и их совместная работа неразрывно связана между собой.

Частотный диапазон устройств, имеющих два ядра, немного занижен и колеблется в пределах 2-2,66 ГГц. Вся проблема — в рассеиваемой мощности кристалла, который сильно греется на повышенных частотах. Примером служит вся восьмая линейка Intel Pentium D (D820-D840). Именно они получили первыми два раздельных ядра и рабочие частоты свыше 3 ГГц. Потребляемая мощность этих процессоров составляет в среднем 130 Вт (в зимнее время вполне приемлемый обогреватель комнаты для пользователей).

Новые процессоры

Кроме шумного анонса дорогих, но перспективных с точки зрения Intel, двухъядерных процессоров, был и чуть более скромный анонс процессоров для рабочих станций с индексом 5×1. Эти чипы отличаются от своих младших братьев модельного ряда 5xx только одним — поддержкой 64-разрядных расширений. Говорят, это тоже очень понадобится в скором времени. Но, о том, насколько скоро настанет это время, мы поразмыслим чуть позже. Сейчас же мы остановимся на честной производительности новых процессоров в сегодняшних задачах.

В нашу тестовую лабораторию «любезно» попали две новинки — одноядерный Pentium 4 531 (3000 МГц с поддержкой Hyper-Threading) и двухъядерный Pentium 4 830 (те же 3000 МГц, но без поддержки Hyper-Threading). У нас появилась возможность сравнить реальную и виртуальную двухъядерность.

Intel Pentium 4 531

Еще раз напомню позиционирование этого процессора — домашние мультимедийные ПК и рабочие станции сегодня и в перспективе. Перспективность достигается за счет поддержки технологии Intel® Extended Memory 64, обеспечивающей полную совместимость с уже появляющимся 64-разрядным программным обеспечением и доступными операционными системами. Кроме этого поддерживается функция Execute Disable Bit, дающая аппаратно-программную защиту от некоторых вирусов и червей. Ну и Hyper-Threading никуда не делся.

Intel Pentium 4 830

Истории создания и позиционирования этого процессора более интересны. Своим появлением двухъядерные процессоры обязаны тому факту, что дальнейшее наращивание производительности только за счет тактовых частот стало затруднено. Полная переработка архитектуры с целью получения более эффективного процессора с такими же тактовыми частотами, в принципе возможна, но не оправдана. Время и средства, ушедшие на разработку нового процессора, окупятся не скоро, а компьютеры собирать надо уже сегодня. Косметическими изменениями ничего особенного не добиться. Хотя… Если взять вполне успешную архитектуру NetBurst, т.е. Pentium 4, ядро Prescott, и упаковать два таких ядра в один кристалл, то можно получить почти удвоение производительности в некоторых (многопоточных) задачах. Осталась только одна проблема, сегодня таких задач мало, даже не задач, а программного обеспечения. Но зато можно запустить два ресурсоемких приложения и они будут работать одновременно без существенного падения производительности каждого. Вот что говорят в Intel по этому поводу: «Два рабочих ядра в одном физическом процессоре позволяют выполнять больше задач за меньшее время, повышая продуктивность Вашей работы на ПК». С другой стороны, сделав двухъядерный процессор массовым, можно ожидать и появление в ближайшее время ПО и игр, способных эффективно с ними работать. Вот как раз этим целям и служат модели 820, 830 и 840. Благодаря тому, что стоимость готовой системы с такими процессорами должна быть ниже полноценной двухпроцессорной конфигурации, появляются виды на всенародное признание.

Ну а мы поближе познакомимся с Intel Pentium 4 830 — центральной особой процессорного ряда двухъядерных чипов. Процессор поддерживает уже упомянутые Intel® Extended Memory 64 и Execute Disable Bit. Кроме того, в него встроена поддержка технологии Intel SpeedStep, позволяющей управлять энергопотреблением и тепловыделением процессора, в ущерб производительности в те моменты, когда нагрузка на систему далека от максимума. Кстати, очень актуальна тема тепловыделения для этих чипов, способных в пике рассеивать до 160 Вт!

Сам процессор был извлечен из демонстрационной системы, поэтому внешность у него немного нестандартная, с «татуировкой».